數值分析--第四章--特征值特征向量計算(乘冪法)


摘要:n階方陣A滿足AX=λx,λ為 矩陣A的特征值,x為特征值對應的特征向量。 

 

 

 

一.乘冪法(求模最大特征值及對應特征向量)

    設矩陣A有n個相性無關的特征向量x1,x2,x3,.....xn,相應的特征值λ1,λ2,λ3,.....λn(由大到小排列)。

    迭代法引入:上一章學了迭代法求解線性方程組Ax=b的解,給定任一 的初始值v0,不斷迭代可以得到Ax=b的解。同理,給定任一非零的n維向量v0,不斷迭代可以                  得到矩陣A的特征向量

 

    對於初始向量v0可以由A的n個線性無關的特征向量表示:

    帶入迭代方程中:

      

 

 

    當迭代次數k趨近於無窮大時,可得到最大特征值λ1對應的特征向量a1x1(與x1線性相關)

       

 

    同理,當迭代次數趨近於無窮大時,可得到絕對值最大的特征值,λ1

      

 

    其中,m表示向量中的絕對值最大的那個元素值 

 

    如何利用迭代法求解按模最大特征值和特征向量

    

 

    

    

    說明:

    1.初始值:我們給定初始值x0=[1,1,1]^T,取特征值1

    2.第一次迭代:

       對應的近似特征值取:

 

    3.第二次迭代:

    

二.改進乘冪法

    這個規范化處理的目的:防止數據溢出或是數據消失

    

 

     從上面可以看出,改進乘冪法即是每次迭代出的特征向量都進行一次規范化處理   

 


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